冷气体亚网格模型（CGSM）：星系模拟中模拟未解析冷气体的双流体框架

环星系介质（CGM）的冷（$\sim 10^{4}\,{\rm K}$）组分占所有星系重子物质的很大一部分。然而，利用当前的星系尺度模拟来确定冷 CGM 气体的起源和演化面临重大挑战，因为在计算上直接模拟一个星系晕以及对于理解冷 CGM 气体与周围“热”介质之间相互作用至关重要的亚秒差距尺度是不可行的。在这项工作中，我们引入了一种新方法：冷气体亚网格模型（CGSM），它将未解析的冷气体建模为除标准“正常”气体流体之外的第二流体。CGSM 追踪未解析冷气体的总质量密度和整体动量，从已解析的气体相推导其未解析云滴的性质。亚网格冷流体与已解析流体之间的相互作用通过来自“云团破碎”和热不稳定性高分辨率模拟的预设方案进行建模。通过一系列理想化测试，我们证明了 CGSM 能够克服传统流体动力学模拟的分辨率限制，成功捕获正确的冷气体质量、其空间分布以及云团破坏和增长的时间尺度。我们讨论了在宇宙学模拟中使用该模型以更准确地表示支配星系重子循环的微观物理学的意义。